2021年高考真题和模拟题分类汇编 物理 08 动量 含解析.pdf
2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专 题 0 8 动量选择题1.（2 0 2 1 全国乙卷）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统（)0000000,.。777T777777777777777777777777777T77TA.动量守恒，机械能守恒C.动量不守恒，机械能守恒B.动量守恒，机械能不守恒D.动量不守恒，机械能不守恒答案B详细分析：因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。故选B。2.（2 0 2 1 春 浙江卷）在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2：1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬开始计时，在 5 s 末和6 s 末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为3 4 0 m/s,忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.两碎块的位移大小之比为1：2B.爆炸物的爆炸点离地面高度为8 0 mC.爆炸后质量大的碎块的初速度为6 8 m/sD.爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为3 4 0 m【答案】BA.爆炸时，水平方向，根据动量守恒定律可知，生匕=。因两块碎块落地时间相等，则町内一机2 工 2=0则两碎块的水平位移之比为1：2,而从爆炸开始抛出到落地的位移之比不等于1：2,选项A错误；(5。心 1B.设两碎片落地时间均为f,由 题 意 可 知 二 =7(6-心 声2解得f=4 s-1,1,爆炸物的爆炸点离地面高度为A =yg/2=-xl0 x42 m=80m选项B正确；CD.爆炸后质量大的碎块的水平位移王=(5-4)x340m=340m质量小的碎块的水平位移=(6-4)x 340m=680m爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为 3 4 0 m+6 8 0 m=1 0 2 0 mr 340质量大的碎块的初速度为VIO=y =m/s=85m/s选项CD错误。故选B o3.(2 0 2 1 云南曲靖一模)有一个质量为3?的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为物、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2 m,速度大小为v,方向水平向东，则另一块的速度是()A.3 v o-v B.2 v o-3 v C.3 v o-2v D.2 v o+v【答案】C爆竹在最高点速度大小为v。、方向水平向东，爆炸前动量为3 m v0,其中一块质量为2 m,速度大小为v,方向水平向东，设爆炸后另一块瞬时速度大小为V，取爆竹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸过程水平方向动量守恒，则有：3 m v o=2 m v+m -v 解得：v =3 v o-2 V故选C【名师点睛】爆竹在最高点速度方向水平，爆炸时水平方向动量守恒，由动量守恒定律可求出爆炸后另一块的速度大小.计算题4.(2 0 2 1 广西柳州一模)某地有一倾角为。=3 7 的如图所示的山坡，山坡上有一质量为?=l k g 的石板8,其上下表面与斜坡平行；板上有一质量也为加=l k g 小石块A。已知A与 B之间的动摩擦因数为A=0.3,B与斜坡间动摩擦因数为B=05斜坡足够长。系统在外力约束下处于静止状态。现 在t=0时刻撒去约束并同时给B施加一个沿斜面向下的冲量/=1 2.8 N-s,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=1 0 m/s2,si n g=0.6,c o s 0=0.8。(1)求 r=o 时 A的加速度大小；(2)为保证A不从石板B上端滑出，求石板B的最小长度；(3)假设石板B足够长，求从仁0 时开始B对 A的冲量大小。【答案】(1)8.4 m/s2；(2)6.4 m；(3)，2A N-S5 对 A受力分析可得mgsin0+fA=m aAfA=Am g cose%=g si n 6 +/dAg c o s 0=8.4 m/s2(2)对 B 受力分析可得 Am g c o s 0+2 4 8 m g c o s 0-m g sin 0=inaBaB=4 4 m/s23做匀减速直线运动。对 3,由动量定理/二机%解 得%=1 2.8 m/s当A、3共 速 时,有。瓶=%-筋解 得 h=l s此时A的位移/=4.2 m1 93 的位移 X p=-5。茜 1 0.6 m此时A在 3上 滑 动 的 距 离=xB-xA=6.4 m故要求A不从8上端滑下，则板至少长L=6.4 m(3)设A达最高点后相对8向下滑，对 A受力分析可得m g si n 0-jAm g c o s 6-maA解得4=3.6 m/s2对 B 受力分析可得 m g si n 0+以m g c o s 0-21HBmg c o s 0=ma解得 a=g si n 6 +4 A g c o s 0-2 源 c o s 0=0.4 m /s2aA aB显然此时A会从8的下端滑出此时有x 相=丫 共 马+；a At；一 (“2 +；力;)解得f 2=2 s。A相对B滑动时，支 持 力 的 冲 量 为=m g c o s 6 支+f 2)=2 4 N-sA相对8上滑时，A受到的摩擦力向下：/“=jJAm g cos0t=2.4 N.s4相对8下滑时，A受到的摩擦力向上：If 2=iAmgcos0t2=4.8 N s故摩擦力总的冲量为=2 -=2.4 N s所以B对 A的总冲量为1BA=2.4 J而=丝 普 IN-s5.(2 0 2 1 广东卷)算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,甲靠边框从甲、乙相隔M =3.5 x 10-2 m,乙与边框相隔s2 =2.0 x l(T 2 m,算珠与导杆间的动摩擦因数=0.1。现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g 取 l O m/s：(1)通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框公(2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。算珠归零状态,1.边框。边框6 /immmE答 案:能;(2)0.2 s详细分析:(1)甲乙滑动时的加速度大小均为a =4 g =l m/s2甲与乙碰前的速度r i，则 d=4 一 Zas、解得 v i=0.3 m/s甲乙碰撞时由动量守恒定律机/m v2+m vi解得碰后乙的速度V 3=0.2 m/s然后乙做减速运动，当速度减为零时则x =2=m=0.02 m =522a 2 x 1 2可知乙恰好能滑到边框a；v -v ()4-03(2)甲与乙碰前运动的时间八=一 L =2_婆 s=O.l sa 1碰后甲运动的时间J =s=O.l sa 1则甲运动的总时间为，=%+，2 =0-2 s6.(2 02 1 江苏常州一模)如图所示，质 量 为 M=4kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m=1k g 的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为l m/s。g取 10m/s2。求：(1)小物块被弹簧弹出时的速度；(2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度；(3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2o【分析】(1)M、m组成的系统水平方向动量守恒，列式可以求解；(2)m 弹出后在到达最高点的过程中，M、m 组成的系统机械能守恒，列系统机械能守恒表达式可以求解；(3)m 从空中再次回到地面过程中，M、m组成的系统水平方向动量守恒，可以求出m到地面的速度，再次被弹簧弹回后，M、m组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能也守恒，列式联立求解即可。【解答】解：(1)设小物块离开弹簧后的速度为V”小物块滑上大滑块的过程中系统水平方向动量守恒，m v i=(m+M)V 2解得 v i=5 m/s.(2)小物块第一次跃升到最高点时水平速度等于v2,系统机械能守恒j =-(M +m)v 2 +mS h j解得h i =l m.(3)小物块能下落到大滑块并从大滑块上滑到水平面，取向右为正方向，系统水平方向动量守恒：m v i=m v i+M v 2机械能守恒：J 2+-l l v 2 2解得 v i =-3 m/s,V22 m/s负号表示小物块速度方向向左；小物块弹回后，对 m、M 水平方向列动量守恒：m(-v i)+M v 2=(m+M)v对,m、M 列系统机械能守恒：y mv j 2+y M v2 v 2+m g h2解得 h 2=0.04 m.答：(1)小物块被弹簧弹出时的速度为5 m/s；(2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h为 1m；(3)小物块回到水平面的速度为3 m/s,方向水平向左，再次滑上大滑块后能达到的最大高度为 0.04 m.【点评】本题是动量守恒和机械能守恒综合问题，考察学生对某方向动量守恒的理解，系统在某方向受到的合外力为零时，系统在该方向上动量守恒，结合机械能守恒可以求解该类问题。7.(2021洞北唐山一模)如图所示，固定斜面倾角为仇 小物块A和8的质量分别为2 m和m,与斜面之间的动摩擦因数分别为川和外。开始时小物块B恰好静止在距离斜面顶端次处，此时小物块8所受摩擦力为最大静摩擦力。小物块A从斜面顶端由静止释放，一段时间后与物块B发生弹性正碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与8均可视为质点，求：(1)物块A与B发生碰撞后物块B的速度；(2)若物块A与B在斜面上只能发生一次碰撞，斜面长度应小于多少？答案 4 j 2 g(si n J|C o s8)x；.外，31 ,A加速下滑，由动能定理得(2 m g si n 6-2|m g c o se)X o =-2mv对于A B碰撞过程，由动量守恒定律得2/”%=2mvt+mv2由机械能守恒定律得1 -2机4=；2加片+1机成联立方程,解得4 j 2 g(si n。一从 c o s0)xo31 9 若A、3发生第一次碰撞后到恰好要发生第二次，运动时间为f,A的位移为4=卬+万。a=g(si n 8 -M c o s 0)3的位移为工8=%/且有XB=XA解得 2.g(si n 6-M c o s 0)则斜面的长度L =等
